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Previous issue date: 2010-02-26 / Financiadora de Estudos e Projetos / The biological role and pharmacological utility of histamine and 4-aminopyridine in the physiological medium has led us to the development of luminescent and photolabile metal-histamine and metal-4-aminopyridine donor that release histamine when exposed to visible light aim both research tools and therapeutic agents. In this work, we report on the synthesis, photochemical and photophysical studies and bovine serum albumin (BSA) binding properties of cis-[Ru(phen)2(L)2]2+, L = histamine (Ru-him) and 4-apy (Ru-4apy). The 1H-NMR experiments and DFT calculations confirm the presence of two linkage isomers (binding through N1 or N3 of histamine) of Ru-him. In CD3CN the Ru- N1(histamine), R isomer, being favored whereas in protic solvents the Ru-N3(histamine), A isomer, is the major isomer. The presence of two isomeric populations is a possible explanation for the biexponential fluorescence decay of Ru-Him (1 = 184.7 ns and 2 = 43.76 ns). The cis-[Ru(phen)2(L)2]2+ are water soluble and highly colored with strong absorptions (~ 490 nm, 13000 mol-1 L cm-1) and a broad emission at 640 nm. They are thermally stable over the course of many hours in non-aqueous and aqueous solution but they are photochemically reactive. Photolysis in the visible absorption band of cis- [Ru(phen)2(L)2]2+ in the CH3CN and CH3OH solution causes an efficient photoreaction, converting them into cis-[Ru(phen)2(CH3CN)2]2+. L photorelease is also observed in pure water and in an aqueous buffer solution (Tris/HCl, pH 7.4) in the presence of BSA (1.0 x 10-6 mol L-1). The cis-[Ru(phen)2(L)2]2+ complex quenches the fluorescence of BSA by a combination of static and dynamic quenching, but no changes in the emission spectrum of BSA were observed when free histamine (2.5 x 10-6 to 5 x 10-5 mol L-1) or free 4- aminopyridine (2.5 x 10-6 to 9 x 10-5 mol L-1) were used as a quencher. This suggests that the [Ru(phen)2]2+ moiety presents structural features which are essential to L - BSA xii interaction. It is of relevance to note that the presence of BSA does not preclude the photorelease of L in complex cis-[Ru(phen)2(L)2]2+. Overall, these results are of particular interest to the design of intelligent metallodrugs based on photochemical and photophysical processes. / As funções biológicas e a utilidade farmacológica desempenhadas pelos ligantes L = 4- aminopiridina e histamina no meio fisiológico nos levou ao desenvolvimento de compostos luminescentes e fotolabeis do tipo metal-L capazes de liberarem L quando irradiados com luz visível. Nosso interesse neste tipo de compostos estão direcionados tanto para pesquisa fundamental como para a aplicação destes compostos como agentes terapêuticos. Neste trabalho, nós descrevemos a síntese, estudos fotoquímicos e fotofísicos e as propriedades de interação com a proteína do soro albumina bovina (BSA) com complexos do tipo cis-[Ru(phen)2(L)2]2+, phen = 1,10-fenantrolina e L = histamina (Ruhim) e 4-apy (Ru-4apy). Os experimentos de RMN de 1H e os cálculos de DFT confirmam a presença de dois isômeros de ligação (coordenados ao centro metálico pelos nitrogênios da histamina N1 ou N3) para o complexo Ru-him. Em CD3CN o isômero remoto (R), Ru- N1(histamina), esta presente em maior proporção. Entretanto, em solventes próticos como CD3OD o isômero adjacente (A), Ru-N3(histamina), é o mais abundante. A cinética de decaimento de fluorescência para o complexo Ru-him apresenta um decaimento biexponencial (1 = 184.7 ns e 2 = 43.76 ns) concordante com a observação de dois isômeros. Os complexos cis-[Ru(phen)2(L)2]2+ são solúveis em água, apresentam absorção intensa no visível (~ 490 nm, 13000 mol-1 L cm-1) e emissão larga a 640 nm. Estes compostos são estáveis termicamente em solução aquosa e em solventes orgânicos quando estocados por tempo indeterminado no escuro, mas apresentam reatividade fotoquímica quando irradiados com luz visível (420 nm). A fotólise com luz de 420 nm dos complexos cis-[Ru(phen)2(L)2]2+ em CH3CN e CH3OH resultaram na liberação do ligante L e na formação do complexo cis-[Ru(phen)2(CH3CN)2]2+. A liberação fotoquímica do ligante L é observada também em água pura e em solução tampão (Tris/HCl, pH 7,4) na ausência x e presença de BSA (1,0 x 10-6 mol L-1). Os complexos cis-[Ru(phen)2(L)2]2+ suprimem a fluorescência do BSA pela combinação dos processos de supressão estático e dinâmico, mas nenhuma alteração no espectro de emissão do BSA foi observado quando histamina livre (2,5 x 10-6 to 5,0 x 10-5 mol L-1) ou 4-aminopiridina (2,5 x 10-6 to 9,0 x 10-5 mol L-1) livre foram usadas como supressores. Isto sugere que o fragmento {Ru(phen)2 2+} apresenta características estruturais que são essenciais para a interação L - BSA. Cabe salientar que a presença do BSA não impede a liberação fotoquímica do ligante L no complexo cis-[Ru(phen)2(L)2]2+. Os resultados obtidos nesta dissertação são particularmente interessantes para o desenvolvimento de metalodrogas fundamentadas em processos fotoquímicos e fotofísicos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/6464 |
| Date | 26 February 2010 |
| Creators | Cardoso, Carolina Riverin |
| Contributors | Carlos, Rose Maria |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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